JPH0682257A - 光干渉角速度計 - Google Patents
光干渉角速度計Info
- Publication number
- JPH0682257A JPH0682257A JP23176192A JP23176192A JPH0682257A JP H0682257 A JPH0682257 A JP H0682257A JP 23176192 A JP23176192 A JP 23176192A JP 23176192 A JP23176192 A JP 23176192A JP H0682257 A JPH0682257 A JP H0682257A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- optical switch
- loop
- beam splitter
- optical waveguide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ファラデー効果にもとづく位相差をキャンセ
ルする。 【構成】 光源１１から光がビームスプリッタ１２で２
分され、その一方は光スイッチ２１の端子Ａへ、他方は
位相変調器１４を通じて光スイッチ２１の端子Ｂへ、光
スイッチ２１の端子Ｃ，Ｄはループ状光導波路１３の両
端と接続され、光スイッチ２１は切り替え信号で端子Ａ
−Ｃ、Ｂ−Ｄ接続状態と、Ａ−Ｄ、Ｂ−Ｃ接続状態と
に、位相変調信号より十分遅く繰り返し切替えられる。
ループ状光導波路１３を伝搬した右回り光、左回り光は
光スイッチ２１、位相変調器１４を通じてビームスプリ
ッタ１２に達し、干渉し、その干渉光は受光器１５で電
気信号に変換され同期検波回路１６で位相変調信号によ
り同期検波され、その検波出力は同期検波回路２３で光
スイッチ切り替え信号により同期検波され、その出力は
低域通過フィルタ１７で平滑され、ファラデー効果にも
とづく位相差成分はキャンセルされる。
ルする。 【構成】 光源１１から光がビームスプリッタ１２で２
分され、その一方は光スイッチ２１の端子Ａへ、他方は
位相変調器１４を通じて光スイッチ２１の端子Ｂへ、光
スイッチ２１の端子Ｃ，Ｄはループ状光導波路１３の両
端と接続され、光スイッチ２１は切り替え信号で端子Ａ
−Ｃ、Ｂ−Ｄ接続状態と、Ａ−Ｄ、Ｂ−Ｃ接続状態と
に、位相変調信号より十分遅く繰り返し切替えられる。
ループ状光導波路１３を伝搬した右回り光、左回り光は
光スイッチ２１、位相変調器１４を通じてビームスプリ
ッタ１２に達し、干渉し、その干渉光は受光器１５で電
気信号に変換され同期検波回路１６で位相変調信号によ
り同期検波され、その検波出力は同期検波回路２３で光
スイッチ切り替え信号により同期検波され、その出力は
低域通過フィルタ１７で平滑され、ファラデー効果にも
とづく位相差成分はキャンセルされる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はサニャック効果を利用
して入力角速度を検出する光干渉角速度計に関する。
して入力角速度を検出する光干渉角速度計に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の光干渉角速度計を図２に
示す。光源１１からの光はビームスプリッタ又はその他
の分割装置により分割され、これによって分割された２
つの光波は、ループ状光導波路１３に右回り光、左回り
光として入射され、互いに逆方向にループ状光導波路１
３を伝搬する。これら両光はビームスプリッタ１２で再
び結合し、干渉が生じる。この干渉は２つの光波の再結
合における位相の影響を受ける。
示す。光源１１からの光はビームスプリッタ又はその他
の分割装置により分割され、これによって分割された２
つの光波は、ループ状光導波路１３に右回り光、左回り
光として入射され、互いに逆方向にループ状光導波路１
３を伝搬する。これら両光はビームスプリッタ１２で再
び結合し、干渉が生じる。この干渉は２つの光波の再結
合における位相の影響を受ける。
【０００３】サニャック効果はループ状光導波路１３の
軸心を中心として干渉計を回転させると、その回転速度
及び回転方向に比例して互いに逆方向に伝搬する光波に
位相差を発生させる物理現象である。サニャック干渉計
の与える干渉光強度は、 Ｐ＝Ｐ0 （１＋ｃｏｓδφ） で表され、この感度は位相差δφが０付近で極めて低
い。この感度を向上させるため、ループ状光導波路１３
の一端とビームスプリッタ１２との間に位相変調器１４
が挿入され、位相変調器１４を通過する光に、例えば±
π／２の振幅で位相変調を与えて動作点を変位させる。
一方ビームスプリッタ１２に得られた干渉光の強度を受
光器１５で電気信号に変換し、その電気信号を位相変調
器１４に対する変調信号に従って同期検波回路１６で復
調することにより感度の向上を計る方法が知られてい
る。同期検波回路１６の出力は低域通過フィルタ１７を
通じて光干渉角速度計の出力として取出される。位相変
調器１４に対する変調信号は変調信号発生器１８から発
生される。
軸心を中心として干渉計を回転させると、その回転速度
及び回転方向に比例して互いに逆方向に伝搬する光波に
位相差を発生させる物理現象である。サニャック干渉計
の与える干渉光強度は、 Ｐ＝Ｐ0 （１＋ｃｏｓδφ） で表され、この感度は位相差δφが０付近で極めて低
い。この感度を向上させるため、ループ状光導波路１３
の一端とビームスプリッタ１２との間に位相変調器１４
が挿入され、位相変調器１４を通過する光に、例えば±
π／２の振幅で位相変調を与えて動作点を変位させる。
一方ビームスプリッタ１２に得られた干渉光の強度を受
光器１５で電気信号に変換し、その電気信号を位相変調
器１４に対する変調信号に従って同期検波回路１６で復
調することにより感度の向上を計る方法が知られてい
る。同期検波回路１６の出力は低域通過フィルタ１７を
通じて光干渉角速度計の出力として取出される。位相変
調器１４に対する変調信号は変調信号発生器１８から発
生される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記入力角速度による
サニャック効果と同様、磁界によるファラデー効果も、
互いに逆方向に伝搬する光波に位相差を発生させる。従
来の光干渉角速度計ではこの２つの効果による位相差を
分別することは出来ず、これが誤差要因となっていた。
サニャック効果と同様、磁界によるファラデー効果も、
互いに逆方向に伝搬する光波に位相差を発生させる。従
来の光干渉角速度計ではこの２つの効果による位相差を
分別することは出来ず、これが誤差要因となっていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明では、ループ状
光導波路に入射する位相変調器により変調を受けた光
と、変調を受けていない光とのループ状導波路の２つの
入射端に対する入射を光スイッチで繰り返し切り替え
る。この切り替え周波数は位相変調器の変調信号周波数
よりも十分低くする。受光器出力を位相変調信号で同期
検波し、その検波出力を光スイッチの切り替え制御信号
で同期検波する。
光導波路に入射する位相変調器により変調を受けた光
と、変調を受けていない光とのループ状導波路の２つの
入射端に対する入射を光スイッチで繰り返し切り替え
る。この切り替え周波数は位相変調器の変調信号周波数
よりも十分低くする。受光器出力を位相変調信号で同期
検波し、その検波出力を光スイッチの切り替え制御信号
で同期検波する。
【０００６】
【作用】前述したようにサニャック効果は、閉じた光路
が形成する面に直交する軸を中心として干渉計を回転さ
せると、その回転速度及び回転方向に比例して互いに逆
方向に伝搬する光波に位相差を発生させる物理現象であ
り、例えばループ状光導波路を裏返しにした場合、回転
方向に対する位相差の極性は反転する。
が形成する面に直交する軸を中心として干渉計を回転さ
せると、その回転速度及び回転方向に比例して互いに逆
方向に伝搬する光波に位相差を発生させる物理現象であ
り、例えばループ状光導波路を裏返しにした場合、回転
方向に対する位相差の極性は反転する。
【０００７】一方ファラデー効果は、ループ状光導波路
を裏返しにしても、逆方向に伝搬する光波の回転方向に
対する位相差の極性は変らない。従って、ループ状光導
波路をある面に保ち位相差を検出した後、ループ状光導
波路を裏返して再度位相差を検出し、両位相差の差をと
ることによって、ファラデー効果によって生じた位相差
成分を打消すことができる。この発明では前述したよう
にループ状光導波路の両入射端に入射する光を切り替え
ることによりループ状光導波路を裏返した場合とおなじ
効果を得、両位相差の差をとることによって、ファラデ
ー効果によって生じた位相差成分を打消す。
を裏返しにしても、逆方向に伝搬する光波の回転方向に
対する位相差の極性は変らない。従って、ループ状光導
波路をある面に保ち位相差を検出した後、ループ状光導
波路を裏返して再度位相差を検出し、両位相差の差をと
ることによって、ファラデー効果によって生じた位相差
成分を打消すことができる。この発明では前述したよう
にループ状光導波路の両入射端に入射する光を切り替え
ることによりループ状光導波路を裏返した場合とおなじ
効果を得、両位相差の差をとることによって、ファラデ
ー効果によって生じた位相差成分を打消す。
【０００８】
【実施例】図１にこの発明の実施例を示し、図２と対応
する部分に同一符号を付けてある。光源１１からの出射
光はビームスプリッタ１２で２分され、その一方は位相
変調器１４へ入射し、変調信号発生器１８よりの変調信
号にしたがって位相変調され、光スイッチ２１のＢ入力
端に入射される。ビームスプリッタ１２により２分され
たもう一方の光は光スイッチ２１のＡ入力端に入射され
る。光スイッチ２１は２×２形式のスイッチ（入力端
Ａ，Ｂ、出力端Ｃ，Ｄ）であり、切り替え信号発生器２
２よりの切り替え信号により、その接続は端子Ａ−Ｃ、
Ｂ−Ｄ間の接続状態と、端子Ａ−Ｄ、Ｂ−Ｃの接続状態
とに切り替えられる。
する部分に同一符号を付けてある。光源１１からの出射
光はビームスプリッタ１２で２分され、その一方は位相
変調器１４へ入射し、変調信号発生器１８よりの変調信
号にしたがって位相変調され、光スイッチ２１のＢ入力
端に入射される。ビームスプリッタ１２により２分され
たもう一方の光は光スイッチ２１のＡ入力端に入射され
る。光スイッチ２１は２×２形式のスイッチ（入力端
Ａ，Ｂ、出力端Ｃ，Ｄ）であり、切り替え信号発生器２
２よりの切り替え信号により、その接続は端子Ａ−Ｃ、
Ｂ−Ｄ間の接続状態と、端子Ａ−Ｄ、Ｂ−Ｃの接続状態
とに切り替えられる。
【０００９】従って、光スイッチ２１による接続が端子
Ａ−Ｃ、Ｂ−Ｄであった場合は、変調を受けていない光
は右回り光、変調を受けた光は左回り光としてループ状
光導波路１３に入射される。また、光スイッチ２１の接
続が端子Ａ−Ｃ、Ｂ−Ｄに切り替えられた場合、変調を
受けていない光は左回り光、変調を受けた光は右回り光
としてループ状光導波路１３に入射され、伝搬方向は逆
転する。
Ａ−Ｃ、Ｂ−Ｄであった場合は、変調を受けていない光
は右回り光、変調を受けた光は左回り光としてループ状
光導波路１３に入射される。また、光スイッチ２１の接
続が端子Ａ−Ｃ、Ｂ−Ｄに切り替えられた場合、変調を
受けていない光は左回り光、変調を受けた光は右回り光
としてループ状光導波路１３に入射され、伝搬方向は逆
転する。
【００１０】ループ状光導波路１３を通過した光のう
ち、光導波路１３の入射時に変調を受けていない光は、
位相変調器１４により変調を受けたのちに、光導波路入
射時に変調を受けた光と干渉し、その干渉光強度は受光
器１５で電気信号に変換される。第１復調器としての同
期検波回路１６ではこの信号を、変調信号発生器１８よ
りの信号に応じて復調し、その復調出力はさらに第２復
調器としての同期検波回路２３で切り替え信号発生器２
２よりの切り替え信号に応じて同期検波されて復調す
る。従って、同期検波回路２３の出力は光スイッチ２１
の状態に応じて、φ s ＋φf およびφs −φf と対応し
た出力となる。ここでφs はサニャック効果による位相
シフト量であり、φf はファラデー効果による位相シフ
ト量である。以下、フィルタ１７によりこの信号を平滑
化することにより、ファラデー効果により生じた位相差
成分がキャンセルされる。
ち、光導波路１３の入射時に変調を受けていない光は、
位相変調器１４により変調を受けたのちに、光導波路入
射時に変調を受けた光と干渉し、その干渉光強度は受光
器１５で電気信号に変換される。第１復調器としての同
期検波回路１６ではこの信号を、変調信号発生器１８よ
りの信号に応じて復調し、その復調出力はさらに第２復
調器としての同期検波回路２３で切り替え信号発生器２
２よりの切り替え信号に応じて同期検波されて復調す
る。従って、同期検波回路２３の出力は光スイッチ２１
の状態に応じて、φ s ＋φf およびφs −φf と対応し
た出力となる。ここでφs はサニャック効果による位相
シフト量であり、φf はファラデー効果による位相シフ
ト量である。以下、フィルタ１７によりこの信号を平滑
化することにより、ファラデー効果により生じた位相差
成分がキャンセルされる。
【００１１】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
位相変調された光と、位相変調されていない光とを光ス
イッチにより、ループ状光導波路の両端に切り替え入射
し、位相変調信号による同期検波出力を光スイッチの切
り替え信号で同期検波し、その出力を平滑することによ
りファラデー効果によって生じた位相差成分をキャンセ
ルできる為、より正確な入力角速度の検出が可能とな
る。
位相変調された光と、位相変調されていない光とを光ス
イッチにより、ループ状光導波路の両端に切り替え入射
し、位相変調信号による同期検波出力を光スイッチの切
り替え信号で同期検波し、その出力を平滑することによ
りファラデー効果によって生じた位相差成分をキャンセ
ルできる為、より正確な入力角速度の検出が可能とな
る。
【図１】この発明の実施例を示すブロック図。
【図２】従来の光干渉角速度計を示すブロック図。
Claims (1)
- 【請求項１】 光源と、 その光源から光を２分するビームスプリッタと、 そのビームスプリッタにより２分された一方の光が入射
される位相変調器と、 ループ状光導波路と、 前記ビームスプリッタで２分され、前記位相変調器を通
過した光を右回り光、もう一方の光を左回り光として、
また前記位相変調器を通過した光を左回り光、もう一方
の光を右回り光として前記ループ状光導波路へ交互に切
り替え伝搬させる光スイッチと、 その光スイッチを切り替え制御する切り替え信号を発生
する切り替え信号発生器と、 前記ループ状光導波路を伝搬した右回り光及び左回り光
が前記光スイッチを通り、更に前記ビームスプリッタで
干渉し、その干渉光を受光する受光器と、 前記位相変調器へ印加する変調信号を発生させる変調信
号発生器と、 前記受光器からの出力電気信号を前記変調信号に従って
復調する第１復調器と、 その第１復調器からの信号を前記切り替え信号に従って
復調する第２復調と、を有する光干渉角速度計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23176192A JPH0682257A (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 光干渉角速度計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23176192A JPH0682257A (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 光干渉角速度計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0682257A true JPH0682257A (ja) | 1994-03-22 |
Family
ID=16928620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23176192A Withdrawn JPH0682257A (ja) | 1992-08-31 | 1992-08-31 | 光干渉角速度計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0682257A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU611804B2 (en) * | 1988-06-07 | 1991-06-20 | Kawasaki Steel Corporation | Method and apparatus for continuous compression forging of continuously cast steel |
| WO2001006212A1 (en) * | 1999-07-17 | 2001-01-25 | Bookham Technology Plc | An optical circuit |
| JP2021124501A (ja) * | 2020-01-31 | 2021-08-30 | ノースロップ グラマン システムズ コーポレーション | 光ファイバジャイロスコープ（ｆｏｇ）のバイアス誤差を軽減するための較正回路 |
-
1992
- 1992-08-31 JP JP23176192A patent/JPH0682257A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU611804B2 (en) * | 1988-06-07 | 1991-06-20 | Kawasaki Steel Corporation | Method and apparatus for continuous compression forging of continuously cast steel |
| WO2001006212A1 (en) * | 1999-07-17 | 2001-01-25 | Bookham Technology Plc | An optical circuit |
| JP2021124501A (ja) * | 2020-01-31 | 2021-08-30 | ノースロップ グラマン システムズ コーポレーション | 光ファイバジャイロスコープ（ｆｏｇ）のバイアス誤差を軽減するための較正回路 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991102 |